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工信部等十三部门共同发文!重点突破系统开发平台和伺服机构设计

时间:2019-11-08  发布者:sdszbzz 

10月29日,工业和信息化部、国家发展和改革委员会等十三部门印发《制造业设计能力提升专项行动计划(2019-2022年)》,明确争取用4年左右的时间,在高档数控机床、工业机器人、汽车、电力装备、石化装备、重型机械等行业,以及节能环保、人工智能等领域实现原创设计突破,在高档数控机床和机器人领域,重点突破系统开发平台和伺服机构设计,多功能工业机器人、服务机器人、特种机器人设计等,利用相关部门现有渠道和重大项目,打造重点行业领域“母机”设计方法研发。

文件提到,希望借此推动制造业短板领域设计问题有效改善,工业设计基础研究体系逐步完备,公共服务能力大幅提升,人才培养模式创新发展。在系统设计、人工智能设计、生态设计等方面形成一批行业、国家标准,开发出一批好用、专业的设计工具,同时高水平建设国家工业设计研究院,提高工业设计基础研究能力和公共服务水平。文件明确指出,要创建10个左右以设计服务为特色的服务型制造示范城市,发展壮大200家以上国家级工业设计中心,打造设计创新骨干力量,引领工业设计发展趋势,推广工业设计“新工科”教育模式,创新设计人才培养方式,创建100个左右制造业设计培训基地。

这一文件的颁发,正式对中国制造提出了全新的要求,也让许多工业制造业从业者热泪盈眶。前几年我们总是提中国全方位落后,在华为的芯片和5G不断刷新大众世界观后,我国落后欧美百年的声音才渐渐少了。但在机器人行业,对比中国和欧美,我们仍然能发现存在不小差异,虽然从本质上来说,欧洲和美国在历史上,是通过相对长期的工业积累,才已经建立起了可持续发展的制造业能力和完善的工业体系,以及完整的科学技术体系,且他们在广泛的同盟内部高度共享,导致在工业制造的原型设计上,比我国多5-10年的储备。

有专家曾提到,我国工业因为后起而寄生,因为落后而模仿,为了近利而急功,始终没有建立一种自给自足的原创工业体系。在技术上,又受到巴统和北约的严格且体系性多层级脉轮似的限制,学习革新时,中国企业从上往下往往都倍感艰难,这导致我们的工业制造业不免走过弯路。

早先随着中国国力的逐渐强盛,很多企业家开始学习美国进行全球化工业链,认为我们可以用市场换技术,可以仿照美国做供应链全球外包,可以通过代理拿到关键技术。然而去年的中兴事件揭开了这层面纱:很多要素是中国公司买不来的,尤其在工业上,没有我们自己的关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、不去让颠覆性技术创新为突破口,敢于走前人没走过的路,努力实现关键核心技术自主可控,把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中,造不出我们自己的工业母机,中国崛起就只能是空谈。

中国在近30年的工业发展中,逐渐发现最大的制造业发展局限在于多个行业的工业母机难以购入和仿制,国外非常多公司都有独立的原创设计理念,因此能做出排他性的工业母机和一体化的操作系统,这保证了数据的流通性,也便于下游企业实现了标准制定和输出,使得他们能够顺利输出产品,迅速赚取市场利润。而我国则因为工业积累不足,同时也缺乏国际领先的相关数据标准,在工业机械设备和软件工艺上一直存在局限,这导致了我国很难制造出和欧美相匹配的高精度工业设备。

虽然也有中国一重这样集举国之力的工业母机制造公司在不断努力,使得我国重工业也在过去50年里取得令世界瞩目的巨大成就,但因为民用领域标准体系难以管理,且原型设计能力因为产研结合缺陷导致混乱,同时受到原材料成本和人员流通限制,使得军工工业制造能力也一直缺乏民用转化条件。可以说因为缺乏完善的工业设计基础研究体系,导致了中国缺乏中小型的工业母机生产商,也造不出民用工业生产中的工业母机,这是中国工业下游工业设计缺失的重要原因,也是我国中高端制品落后于欧美的重要原因。

从产业链核心能力角度说,工业母机,在此前一般意义上分成两个部分,一部分是电子系统,另一部分是机械系统。电子系统又包括了数控系统,驱动系统、电机、芯片、视觉系统,和转台、伺服刀库等机电一体化部件;机械部分包括机床机械结构系统、刀库结构、导轨丝杠、执行机构(机器人)、防护装置等等,但目前高档数控机床、工业机器人两个领域在技术上已经存在部分交叉和融合,在我国原材料等技术逐渐过关后,有了进行工业母机研发的实力。

就数控机床而言,在中国30多年的发展中,其实已经逐步解决了90%的核心技术。但是像决定电机高精度的编码器,决定数控机床精度的光栅尺,都要用到高精度的光刻机等装备,而生产这样高精度的装备又必须有高精度的数控机床等工业母机和测量设备,它是层层递进精度不断提高的螺旋式循环升级系统。因此,我国与西方发达国家的技术还存在非常巨大的代际落后,这体现在例如光刻机里的一些关键芯片。在华为的研发成果正式商用前,我国还大量依赖进口。

机器人的出现其实打破了对于工业母机的认识,机器人一开始只是作为和数控机床配套的工业设备,但发展至今加入了例如视觉等电子系统的非常多电子系统部分,同时其应用面也逐步得到提升,可以说在机械系统和电子系统层面,目前六轴机器人很大程度上已经具有了工业母机的特性。

前段时间FANUC和ABB展示的用机器人制造机器人产线,其实也一定程度上意味着机器人已经具备成为独立工业母机的可能性。但目前,国产机器人在核心零部件的生产,大多时候与国际知名企业相比,仍然存在精度、寿命等问题,在软件规划应用上也稍显不足,《制造业设计能力提升专项行动计划(2019-2022年)》这一政策的出台,其实很大程度上要解决这一问题。

目前随着新一轮科技革命和产业变革的到来,工业设计的内涵和外延都发生了很多变化,设计能力不足已成为影响制造业领域转型升级的瓶颈问题和重要因素之一,在设计基础研究与数据积累、设计工具与方法、设计人才培养、试验验证以及公共服务能力等方面仍亟待加强!

因此,在未来,作为一个成熟工业母机的生产商,机器人企业想要在全球输出工业产品,也应该在两方面具备极强的壁垒,硬实力壁垒就是造型设计能力、结构设计能力、全球供应链管理能力,软实力则是设计能力和软件操作系统,例如数字孪生技术、虚拟仿真技术都是极好的特色化输出方式。凭借这种软硬系统的一体化智能终端,才能把握整体产线优劣势,并以此作为基础,实现整体标准的统一和制定,才能真正实现工业母机产品的输出。

目前机器人行业遇冷,其实是进入任何一种产业在经历了5-10年高速发展后,必然会迎来的市场调整期,这是市场释放的企业转型升级需求,也是逐渐驱逐落后企业和产能,维持行业利润的方法。在这场转型升级的产业结构升级大潮下,如何追赶国外工业软硬件技术,扩大市场占有率,考验企业软硬实力。历史告诉我们,企业只做应用级产品未来并不会长久,机器人企业还是必须投资研发,最终进行软硬件的全方位结合,制造自己的工业母机体系和标准,才是企业能够迈步走向世界的根本。

针对制造业短板领域设计问题和影响设计创新发展的突出问题,本次文件中具体提出5大任务、13项举措。

一是夯实制造业设计基础。提出要加大基础研究力度,开发先进适用的设计软件;

二是推动重点领域设计突破。提出要补齐百家利官网会员登录设计短板,提升传统优势行业设计水平,大力推进系统设计和生态设计;

三是培育高端制造业设计人才。提出要改革制造业设计人才培养模式,畅通设计师人才发展通道;

四是培育壮大设计主体。提出要加快培育工业设计骨干力量,促进设计类中小企业专业化发展;

五是构建工业设计公共服务网络。提出要健全工业设计研究服务体系,搭建共创共享的设计协同平台,强化设计知识产权保护,营造有利于设计发展的社会氛围。

围绕各项任务,《行动计划》通过专栏的方式提出了关键设计软件迭代、重点设计突破、制造业设计人才培育、中小企业设计创新、工业设计公共服务体系建设、工业设计知识产权保护维权等6项工程,明确具体要求,增加行动计划的可操作性。

这种以4年为期限的计划,说明了国家集举国之力打造制造业设计能力的决心,也无疑给了机器人企业以及创业者新的方向和机会,推荐阅读工信部详细文件。


信息来源:中国机器人网

本网编辑 何洋/整理